Télésurveillance d’une installation thermique à l’aide d’une plateforme Dspace Etudiants: Philippe BERNARD Sylvain DEVASSINE Encadrant: B. OULD BOUAMAMA Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

PLAN I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Rappels Etude de l’installation Etude de la carte Dspace Cahier des charges Etude de l’installation Etude de la carte Dspace Programmation des algorithmes de supervision (Matlab / Simulink) Tests en simulation et sur le process réel Mise en place de l’IHM Proposition de scénarios de défaillances à distance I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Rappels Etude de l’installation Niveau d’avancement lors de la pré-soutenance Etude de l’installation Installation et étude de la carte Dspace Réalisation de l’IHM Câblage des E/S dans l’armoire électrique Etude de l’interface électronique Tests de simulation avec la Dspace Commande de matériel I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Acquisition des données Câblage des E/S sur la Dspace I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Acquisition des données Réalisation de l’interface électronique I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Acquisition des données Armoire électrique secondaire I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Acquisition des données Armoire électrique secondaire I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Acquisition des données Acquisition sous « Simulink » Conversions I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Acquisition des données Affichage en temps réel sur le synoptique I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Régulation Niveau d’eau dans la chaudière consigne d’eau minimum dans la chaudière cycle d’hystérésis (S-function) I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Max Min Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Régulation Pression dans la chaudière Consigne de pression 2 types de régulation P: erreur statique PI: erreur statique = 0, dépassement I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Régulation Pression dans la chaudière relation non linéaire Commande tension  Puissance délivrée (chauffe) fonction polynomiale I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Régulation Pression à la sortie de la vanne V2 Consigne de pression Régulation de type « PI » Problème rencontré: Vannes monostables régulées en position Solution apportée: Dernière mesure prise en compte (retard) I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Régulation Pression à la sortie de la vanne V2 I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Régulation Niveau d’eau dans le condenseur Consigne de niveau maximum Cycle d’hystérésis (S-function) I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Max Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Régulation Modes Auto / Manu Modes par défaut Niveau d’eau (chaudière): Auto Pression (chaudière) : Manu Pression (sortie v2): Manu Niveau d’eau (condenseur) : Auto I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Relations de redondance analytique Equations physiques Modèle « Bond Graph »  24 relations à mettre en place sur le Générateur de Vapeur I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Résidus simples redondance matérielle I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Fonctions de thermodynamique température = f (pression) pression = f (température) enthalpie spécifique = f (pression) volume massique = f(pression) masse volumique = f (pression) relations valables pour l’eau et la vapeur d’eau (température > 100 ° C) I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Exemple Construction des fonctions à partir des tables de thermodynamique I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Fonctions « polyfit » et « polyval » (Matlab) boîte à outil I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Résidus et lois physiques débit d’eau entrant I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion débit d’eau entrant débit de vapeur sortant variation du niveau d’eau et de vapeur en fonction de la pression Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Implantation des résidus sous « Simulink » I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Détection (seuillage) observation du comportement normal des résidus création de défaillances I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Seuillage sous « Simulink »  création de variables « résidu » - « 0 » si pas de défaillance - « 1 » si défaillance  risque de fausses alarmes / détection manquée  reset manuel après élimination du défaut I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Localisation I- Rappels II- Acquisition des données 1 T2 F3 L8 L9 P7 Q4 T5 T6 F10 P12 P13 P14 P15 P16 T17 L18 L19 F23 T21 T22 P11 I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Création de défaillance défaillances matérielles (système) -> fuite -> vanne bloquée -> conduite bouchée commutateurs logiciels I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Supervision Scénarios de défaillances à distance Utilisation de VNC - prise de contrôle d’un PC à distance I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion client serveur 193.48.57.86 Démo Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Conclusion I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation   Octobre Novembre Décembre Janvier Février Etude de l'installation Installation de la Dspace Réalisation de l'IHM Câblage des E/S en // (armoire) Etude interface électronique Simulink / Matlab Test acquisition capteurs GV Commande du matériel Réalisation interface électronique Câblage E/S sur la Dspace Acquisition des données via interface Mise en place algos de détection (résidus) Tests de défaillances et détection système Localisation de défaillances Scénarios de défaillance à distance Création d'un site internet I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Conclusion Ce que nous a apporté le projet Prise en main d’un outil utilisé en R&D (Dspace) Développement d’une IHM Apprentissage d’un nouveau langage: Python Application de la théorie à la pratique (résidus) Travail sur un système en temps réel Partenariat avec le LAGIS Gestion d’un projet dans son intégralité I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Conclusion Axes d’amélioration algorithme de détection (seuillage  CUSUM) dérivées & filtres  utilisation de splines  observateur défaillances système à distance Ex: mise en place d’électrovannes mise en place d’un système tolérant aux fautes Ex: reconfiguration des vannes, pompes… I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Conclusion Livrables Rapport détaillé Manuel de démarrage de l’installation (Dspace) Listing E/S affiché dans l’armoire + câbles repérés Vidéos de démo (démarrage, utilisation) Site internet reprenant nos travaux www.ajouter_le_lien.fr I- Rappels II- Acquisition des données III- Régulation IV- Supervision Conclusion Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008

Merci de votre attention… Questions Etudiants: Philippe BERNARD Sylvain DEVASSINE Encadrant: B. OULD BOUAMAMA Merci de votre attention… Générateur de vapeur Projet de fin d’étude 2007 / 2008